ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ, ЗНАННЯ ЯКОГО НЕОБХІДНЕ ДЛЯ УСПІШНОГО ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Зміст
| Вступ ...................................................................................................................... | |
| 1. Зміст дисципліни «Механіка»…………………………………………….. | |
| 2. Рекомендована література | |
| 2.1. Основна література …..…………………………………...................... | |
| 2.2. Додаткова література …..……………………………………………..... | |
| 3. Теоретичний матеріал, знання якого необхідне для успішного виконання роботи | |
| 3.1. Кінематика матеріальної точки………………………….. | |
| 3.2. Динаміка матеріальної точки........................................................... | |
| 3.3. Сили тертя. Пружні сили. Закон всесвітнього тяжіння 3.4 Механіка твердого тіла, рідин і газів …………………… | |
| 3.5. Робота сили. Потужність. Закони збереження 3.6. Механіка рідин і газів | |
| 4. Приклади розв’язування задач..................................................................... | |
| 5. Розподіл задач за варіантами....................................................................... | |
| 6. Задачі для контрольної роботи.................................................................... | |
| 7. Таблиці основних фізичних величин.......................................................... |
ВСТУП
До навчальних планів підготовки бакалаврів галузі знань 0501 – інформатика та обчислювальна техніка, напряму підготовки: 6.050103 – програмна інженерія, 6.050101 – комп’ютерні науки включено «Фізику» як обов’язкову навчальну дисципліну, оскільки не оволодівши мінімумом фізичних знань, майбутній інженер не може розраховувати на успішне засвоєння спеціальних дисциплін і подальшу творчу діяльність на сучасному виробництві.
З метою формування предметних компетентностей студентів з фізики передбачено виконання ними контрольних та розрахунково-графічних робіт (РГР). Це індивідуальні завдання, виконання яких має за мету самостійне розв’язування студентами текстових та графічних фізичних задач. Розв’язування і аналіз задач дозволяє студентам зрозуміти і запам’ятати основні закони фізики, сформувати уявлення про характерні особливості і границі їх застосування. Задачі розвивають навички у використанні фундаментальних законів матеріального світу для розв’язку конкретних питань, що мають практичне і пізнавальне значення. Уміння розв’язувати задачі є безпомилковим критерієм оцінки глибини вивченого програмного матеріалу та його засвоєння.
На допомогу студентам у виконанні контрольних та розрахунково-графічних робіт розроблено цей навчально-методичний посібник, який містить короткі теоретичні відомості з кожного розділу фізики, методичні вказівки та приклади розв’язування задач з детальним поясненням, деякі довідникові матеріали, перелік задач для самостійної роботи, основна та додаткова література.
Пропоноване видання «Механіка. Молекулярна фізика» є першою складовою частиною навчально-методичного посібника для студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів, яка призначена для самостійного оволодіння студентами практичними навичками розв’язування задач із розділів «Механіка» та «Молекулярна фізика».
Під час виконання контрольних та розрахунково-графічних робіт необхідно дотримуватись наступних правил:
1) опрацювати теоретичний матеріал з відповідних розділів фізики;
2) уважно ознайомитися з прикладами розв’язання типових задач з даних тем;
3) роботу виконувати у шкільному зошиті, темним чорнилом;
4) на титульній сторінці вказати вид самостійної роботи (контрольна робота чи РГР), номер варіанту, назву дисципліни, прізвище, ім’я та по-батькові студента;
5) роботи виконувати акуратно, залишаючи поля для заміток викладача, кожну задачу починати з нової сторінки;
6) умову задачі свого варіанту переписати повністю; провести після слова «дано» її скорочений запис, залишаючи місце для табличних даних; перевести числові значення в СІ; шукані величини записати із знаком питання;
7) після слова «аналіз» акуратно і чітко виконати рисунок чи графік для пояснення розв’язку задачі;
8) розв’язок задачі обов’язково супроводжувати детальним поясненням кожної формули; перетворення проводити до отримання кінцевої формули, у лівій частині якої знаходиться шукана величина, а у правій – символи, що відповідають величинам, які задані в умові задачі;
9) після слова «обчислення» підставити числові значення фізичних величин у розрахункову формулу; точність отриманої відповіді не повинна перевищувати тієї точності, з якою виміряні величини, що зустрічаються в обчисленні;
10) одержавши шукану величину, проаналізувати її, щоб переконатися, що вона відповідає умові задачі.
У посібнику наведено таку кількість задач, яка охоплює практично всю програму з розділів «Механіка» та «Молекулярна фізика» і дає змогу кожному студенту працювати за окремим варіантом. Запропоновано 20 приблизно однакових за складністю варіантів, кожен з них складається з 8 задач. Номер варіанту для студента визначає викладач.
ЗМІСТ ДИСЦИПЛІНИ
Відповідно до діючих навчальних програм підготовки бакалаврів студенти, вивчаючи фізику, повинні засвоїти наведений нижче матеріал з розділів «Механіка».
Механіка
Вступ. Фізика і її зв’язок з іншими науками і технікою. Простір і час – основні форми існування матерії. Предмет і завдання механіки. Міжнародна система одиниць (СІ).
Кінематика матеріальної точки. Поняття матеріальної точки. Системи відліку. Відносність руху. Переміщення, швидкість, прискорення; тангенціальне і нормальне прискорення. Рух точки по колу. Зв’язок лінійних і кутових величин.
Динаміка матеріальної точки. Перший закон Ньютона, його наслідки. Інерціальні системи відліку. Поняття про силу і масу. Другий закон Ньютона, його наслідки. Імпульс. Сила як похідна імпульсу по часу. Третій закон Ньютона, його наслідки. Сили тертя. Тертя кочення. Закон всесвітнього тяжіння. Пружні властивості твердих тіл. Закон Гука для різних деформацій: односторонній розтяг, стискання, зсув, згин, кручення. Модулі пружності, коефіцієнт Пуассона. Межа пружності.
Робота сили. Потужність. Закони збереження. Робота сили. Потужність. Потенціальна енергія. Зв’язок сили з потенціальною енергією. Кінетична енергія. Застосування законів збереження імпульсу і енергії до аналізу пружної та непружної взаємодії тіл. Закон збереження моменту імпульсу.
Механіка твердого тіла. Абсолютно тверде тіло. Рух абсолютно твердого тіла. Миттєві вісі обертання. Момент інерції і момент імпульсу твердого тіла. Закон динаміки обертального руху твердого тіла. Теорема Гюйгенса-Штейнера.
Механіка рідин і газів. Завдання гідроаеромеханіки. Тиск в рідинах і газах. Ідеальна рідина. Рівняння Бернуллі для ідеальної рідини і його наслідки. Формула Торічеллі.
Елементи спеціальної теорії відносності (СТВ). Границі застосування механіки Ньютона. Перетворення Лоренца. Постулати Ейнштейна. Відносність
відрізків довжини і проміжків часу в СТВ. Взаємозв’язок маси і енергії.
Коливання і хвилі. Основи акустики. Гармонічні коливання. Амплітуда, частота, фаза коливань. Зміщення, швидкість, прискорення при гармонічному коливному русі. Рівняння руху найпростіших механічних коливальних систем без тертя: пружинний, математичний, фізичний і крутильний маятники. Природа звуку. Швидкість звуку в твердих тілах, рідинах і газах.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
Під час вивчення теоретичного матеріалу рекомендуємо користуватися наступною літературою:
Основна література
1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: Навчальний посібник. – Т.1: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Техніка, 1999. – 536 с.
2. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика. Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Вища школа, 1993. – 431с.
3. Трофимова Т.И. Курс физики для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1985. – 432 с.
4. Загальний курс фізики: Збірник задач / І.П. Гаркуша, І.Т. Горбачук, В.П. Курінний та ін.; За заг. ред. І.П. Гаркуші. – К.: Техніка, 2003. – 506 с.
5. Цедрик М.С. Сборник задач по физике. – М: Просвещение, 1989. – 270 с.
6. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1979. – 352 с.
Додаткова література
1. Бушок Г.Ф., Півень Г.Ф. Курс фізики. – К.: Вища школа, 1981. – 408с.
2. МатвеевА.Н.Молекулярная физика. – М.:Высшаяшкола,1987. – 360 с.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. – М.: Наука, 1989. – 576с.
4. Савельев И.В. Курс общей физики. т.1. – М.: Наука, 1982. – 432с.
5. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. Учеб. пособие для студентов вузов. – 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1988. – 527 c.
6. Балаш В.А. Задачи по физике и методы их решения. – М.: Просвещение, 1983. – 432с.
7. Фирганг Е.В. Руководство к решению задач по курсу общей физики. – М.: Высшая школа, 1978. – 352 с.
ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ, ЗНАННЯ ЯКОГО НЕОБХІДНЕ ДЛЯ УСПІШНОГО ВИКОНАННЯ РОБОТИ